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在虚拟看透现实,「数字孪生」承载人类多大的野心?

跳转“现实”与“虚拟”,「数字孪生」如何推动产业由“重”转“轻”?

文 | 陈选滨

来源丨智能相对论(ID:aixdlun)

漫威著名IP《钢铁侠》系列电影里有一幕十分经典。

托尼·史塔克在设计、改进和修理钢铁侠战衣的时候,并不是在图纸或实物上进行操作,而是通过一个虚拟的影像映射来辅助实现的。整个流程下来,一个可视化、智能化、数字化的设计场景清晰地呈现在工程设计者的眼前。

在虚拟看透现实,「数字孪生」承载人类多大的野心?

这一幕,是人类对于未来设计场景最经典的幻想。

实际上,不仅仅是在《钢铁侠》系列电影有所展示,在大部分的科幻电影里,通过增强现实(AR)或虚拟现实(VR)来实现现实世界在虚拟世界的映射,进而辅助主角来完成场地观测或工程设计的场景,很是常见。

这一幕,在目前人类的实践中,也有一个特定的概念,即数字孪生。

在国内,随着新基建的推动,工业互联网的热度持续升高。作为智能制造的关键技术,数字孪生也在工业互联网探索的过程中受到更多的关注,并逐渐向智慧城市、智慧医疗、智慧建筑等领域扩展,成为当前科技领域的一大重点概念。

一、由“重”转“轻”,「数字孪生」不可缺位

数字孪生,在普遍的认知里,更多是一个基础性质的概念。

这一点可以从它的定义上来判断。以目前广泛采用的定义来说,数字孪生是指利用数字技术对物体、系统、流程的信息进行实时映射,完成虚拟仿真的过程。

简单来说,就是以数字化的形式对现实实体和系统进行实时的虚拟仿真。

而对工业互联网、智能制造、智慧城市、智慧医疗等未来的智能领域来说,虚拟仿真是必要的环节。因为,这解决的将是工业领制造、城市管理、医疗创新等领域由“重”转“轻”的难题。

简单以工业互联网为例,若是要检修一台大型设备,现实世界需要考虑停工的损益、设备的复杂构造等等问题,再安排人员进行实地的排查检测。毋容置疑,这是一个“重工程”。

但是,一旦实现数字孪生,检测人员即可通过对“数字孪生体”的数据反馈,即可判断现实实体设备的情况,完成排查检修的目的。甚至在这个过程,都不需要停工,轻松完成。

如此来看,数字孪生在未来发展的基础性与重要性不言而喻。

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除此之外,从另一方面,我们也能看到,数字孪生与很多新兴技术的关联性是很强的,比如物联网(IoT)、增强现实(AR)、虚拟现实(VR)等等。

但是,两两之间又是有所区别的。

比如数字孪生与物联网。若要实现数字孪生,必须借助传感器运行、更新的实时数据来反馈到数字系统,进而实现在虚拟空间的仿真过程。也就是说,物联网(IoT)是实现数字孪生的必然条件。

只要现实中的物体联了网,能实时传输数据,才能对应的实现数字孪生。

再比如数字孪生与增强现实或虚拟现实。在虚拟空间模拟出来的模型或镜像,如何呈现给设计人员,这便可以考虑用到增强现实(AR)或虚拟现实(VR)等技术。那么,可以这样理解,增强现实或虚拟现实是数字孪生的输出方式。

在虚拟看透现实,「数字孪生」承载人类多大的野心?

《钢铁侠》系列电影里,用到的就是这样的一个方式,数字孪生的“镜像”通过增强现实(AR)技术呈现给托尼·史塔克,帮助他直观地对战衣进行解构、设计、升级等等。

可以说,数字孪生在未来的技术矩阵里将处于一个非常基础的位置。而在新技术的价值闭环上,数字孪生也承担着关键的一环。

二、从“现实”到“虚拟”,「数字孪生」探索进行时

“数字孪生”概念的出现,很大程度上为人类的未来想象提供了一条愈发清晰的探索之路。

如今,在各行各业都讲究“智能化”、“网络化”、“数字化”,而这些的实现恰是“数字孪生”应用落地所导向的标准。

所以不难理解,为什么从2016年起,Gartner连续四年都将“数字孪生”(Digital Twin)列为当年的十大战略科技发展趋势,持续看好数字孪生在未来发展的前景。

在虚拟看透现实,「数字孪生」承载人类多大的野心?

数字孪生的意义在于将实体的数据实时转移到虚拟空间,为实现数字化、智能化、网络化的产业模式提供了一个虚拟的底座。

在工业互联网领域,三一智能装备指数是当前国内非常典型的实践案例。

三一智能装备指数目前支持5类工程机械设备指数统计发布,分别为“挖掘机指数”、“混凝土机械指数”、“汽车起重机指数”、“摊铺机指数”、“港口设备指数”。

其产品逻辑在于将现实的工程机械设备映射到虚拟网络,对其状态进行数据化的监测、统筹和分析,形成相关指数,以此判断宏观经济的现状和趋势。

当然,这样的形式更多是停留在数据形式上的“数字孪生”,与科幻电影的场景仍旧有些差距。

为什么如此?上海海立(集团)股份公司智能制造推进办主任曹进认为,数字孪生技术还处于初级阶段,尚未广泛普及。

“数字孪生是一个综合性的技术,涉及多项技术,需要很多对应标准的接口,目前行业还处于一个比较初级的阶段,标准化体系尚未构建完成。”泰瑞数创副总裁黄慧敏也提出了类似的见解。

在虚拟看透现实,「数字孪生」承载人类多大的野心?

所以,这也导致了数字孪生能为产业发展带来的价值和形式远远低于科幻电影所呈现的。

但是,这并不影响各大企业对于数字孪生技术的追捧。比起眼前的应用价值,数字孪生更重要的价值在于为未来发展提供更多的可能性。

雄安新区的市民服务中心地下综合管廊的建设就是先建立管廊系统全数字模型,进行工程数字模拟、快速精确算量后才开启,以此达到减少施工变更、有效控制成本的目的;杭州萧山区的红绿灯则通过阿里云ET城市大脑进行自动调配,来缩短救护车的通达时间,等等。

这一切的实践少不了数字孪生的落地应用。

实际上,在目前BATH的智慧城市建设项目上,数字孪生都是不可缺位的一环。

在“现实”与“虚拟”之间来回跳转,数字孪生成为人类探索未来发展最为关键,也是具备可行性的一条路径。

三、重建另一个世界,「数字孪生」背后的野心

在这个探索的过程中,数字孪生也“充分”地暴露着人类的野心。

说是“镜像”,说是“仿真”,其实人类在期望用数字化的技术在重建一个物件、一个系统、一个城市,甚至一个世界。

似乎有些天方夜谭,但是确实有企业致力于此。

比如51WORLD,作为数字孪生行业的知名企业,其愿景就是创造一个真实、完整且恒久的数字孪生世界。为实现这一愿景,51WORLD启动了「地球克隆计划」,于每年12月举办地球克隆计划发布会,向外界传达计划进程。

在虚拟看透现实,「数字孪生」承载人类多大的野心?

诚然,克隆地球,多么宏大——若是数字孪生能实现,所要实现的成果也不过于此。

然而,对于这样的情况,也有行业人士有所担忧,向“智能相对论”表示,“数字孪生本身就是一个超越现实的概念,很有科幻感。人们对这个概念的认知,也大多数来自科幻电影……并不是说泼冷水,而是觉得,远离‘科幻感’或许更有利于当前数字孪生技术的发展。”

这个角度很有意思。

“智能相对论”也在思考,尚处于发展初期的数字孪生在技术、应用、市场上都不足以实现科幻电影呈现的场景。过度的宣传难免会加剧人们对数字孪生的质疑,与其如此,倒不如抓住特定的场景,比如工业互联网、智慧城市等领域,来发掘当前看得见的产业价值。

比起重建一个世界,当前的数字孪生或许更应该关注,如何重塑一个产业或是为企业创造价值。

现实还是虚拟,最终还是得回归现实。

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